學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告學(xué)生姓名學(xué)號學(xué)院、系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化設(shè)計(jì)題目定柱式懸臂起重機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析指導(dǎo)教師年3月21日畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述1研究背景和意義懸臂起重機(jī)是近年發(fā)展起來的中小型起重裝備，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，安全可靠，具備高效、節(jié)能、省時(shí)省力、靈活等特點(diǎn)，三維空間內(nèi)隨意操作，在短距、密集性調(diào)運(yùn)的場合，比其它常規(guī)性吊運(yùn)設(shè)備更顯示其優(yōu)越性1。本產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)的不同場所。懸臂起重機(jī)工作強(qiáng)度為輕型，起重機(jī)由立柱，回轉(zhuǎn)臂回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置及電動葫蘆組成，立柱下端通過地腳螺栓固定在混凝土基礎(chǔ)上，由擺線針輪減速裝置來驅(qū)動旋臂回轉(zhuǎn)，電動葫蘆在旋臂工字鋼上作左右直線運(yùn)行，并起吊重物。2起重機(jī)旋臂為空心型鋼結(jié)構(gòu)，自重輕，跨度大，起重量大，經(jīng)濟(jì)耐用。3定柱式懸臂起重機(jī)又稱立柱式懸臂起重機(jī)，起重量在125KG5000KG，立柱式旋臂吊具有結(jié)構(gòu)新穎、合理、簡單、操作方便、回轉(zhuǎn)靈活、作業(yè)空間大等優(yōu)點(diǎn)，是節(jié)能高效的物料吊運(yùn)設(shè)備，可廣泛適用于廠礦、車間的生產(chǎn)線、裝配線和機(jī)床的上、下工作及倉庫、碼頭等場合的重物吊運(yùn)。4定柱式旋臂吊根據(jù)其旋臂所使用型鋼的不同可以分為BZD型和BZDJKBK型。5近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，許多起重機(jī)制造商從應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（CAD），提高到應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行起重機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)。根據(jù)市場調(diào)查預(yù)測的統(tǒng)計(jì)數(shù)字和積累的資料、圖表、圖線規(guī)律，在嚴(yán)密的科學(xué)理論指導(dǎo)下，擬定起重機(jī)結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、部件等多層次的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化單元。6起重機(jī)采用模塊單元化設(shè)計(jì)，不僅是一種設(shè)計(jì)方法的改革，而且將影響整個(gè)起重機(jī)行業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理水平，老產(chǎn)品的更新?lián)Q代、新產(chǎn)品的研制速度都將大大加快。對起重機(jī)的改進(jìn)，只需針對幾個(gè)需要修改的模塊；設(shè)計(jì)新的起重機(jī)只需選用不同的模塊重新進(jìn)行組合；提高了通用化程度，可使單件小批量的產(chǎn)品改換成相對批量的模塊生產(chǎn)。亦能以較少的模塊形式，組合成不同功能和不同規(guī)格的起重機(jī)，滿足市場的需求，增加競爭能力。7隨著我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)一步深入，商品流通量大幅度增加，交通運(yùn)輸業(yè)快速發(fā)展，起重運(yùn)輸機(jī)械的需求量越來越大，其實(shí)用性能的要求也越來越高。懸臂起重機(jī)設(shè)備，非常適用于一噸左右重量的工件定點(diǎn)頻繁起吊運(yùn)輸。8在機(jī)械加工領(lǐng)域，懸臂起重機(jī)具有強(qiáng)大的購買市場和廣闊的發(fā)展前景。2國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢中國的起重機(jī)產(chǎn)業(yè)誕生于上世紀(jì)70年代，經(jīng)過40余年的發(fā)展，經(jīng)歷了70年代引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)，80年代初引進(jìn)日本技術(shù)和90年代初引進(jìn)德國技術(shù)等三次主要技術(shù)改進(jìn)，始終走著一條自主創(chuàng)新的道路。92000年以來，隨著國內(nèi)外技術(shù)交流的日益頻繁和國產(chǎn)自主研發(fā)能力的顯著增強(qiáng)，更多的國外先進(jìn)技術(shù)被成功引進(jìn)應(yīng)用，并進(jìn)行了自主創(chuàng)新，獲得自主知識產(chǎn)權(quán)。隨著國產(chǎn)起重機(jī)產(chǎn)業(yè)制造水平的全面提升，與國外先進(jìn)技術(shù)的差距不斷縮小，中國起重機(jī)產(chǎn)品開始在國際市場上體現(xiàn)出明顯的競爭力。10懸臂起重機(jī)設(shè)備屬于通用機(jī)械，在二十多年高速發(fā)展過程中，已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；⒓瘓F(tuán)化、機(jī)械化。在輔助加工生產(chǎn)中和自動化的作用，大大提高了勞動生產(chǎn)效率，減輕工人勞動強(qiáng)度。具有工作平穩(wěn)可靠，操作維護(hù)簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)。11根據(jù)當(dāng)前我國情況來看，機(jī)械工業(yè)處于上升勢頭，汽車工業(yè)、機(jī)動車行業(yè)都處于強(qiáng)省發(fā)展期。專家預(yù)測，隨著國民經(jīng)濟(jì)的的增長，機(jī)械行業(yè)有很長一段時(shí)間處于旺盛發(fā)展階段，整體機(jī)械行業(yè)以及未來發(fā)展過程中，懸臂起重機(jī)的使用處于不可替代、不可缺少的地位，在整體工業(yè)化過程中發(fā)揮著重要的輔助生產(chǎn)的作用。12因此，我們在設(shè)計(jì)中應(yīng)大膽采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，充分利用計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃、計(jì)算機(jī)輔助制造、柔性自動化系統(tǒng)等新技術(shù)、新工藝，縮短設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期、降低成本，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)企業(yè)參與市場競爭的能力，使中國起重機(jī)制造行業(yè)趕上世界先進(jìn)水平。133國外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢近二十年來，世界工程起重機(jī)行業(yè)發(fā)生了很大變化，世界工程起重機(jī)市場進(jìn)一步趨向一體化。14目前世界工程起重機(jī)年銷售額已達(dá)75億美元左右，主要生產(chǎn)國為美國、日本、德國、法國、意大利等，世界頂級公司有十多家，主要集中在北美、亞洲（日本）和歐洲。美國既是工程起重機(jī)的主要生產(chǎn)國，又是最大的世界市場之一。但由于日本、德國起重機(jī)工業(yè)的迅速發(fā)展，美國廠商在世界市場獲取的主導(dǎo)地位逐步受到削弱，從而形成了美國、日本和德國三足鼎立之勢。4小結(jié)隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是國家中小企業(yè)的發(fā)展，中小企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)日益擴(kuò)大，需要用起重機(jī)吊裝和搬運(yùn)的結(jié)構(gòu)件和機(jī)器設(shè)備的數(shù)量與使用頻率也越來越大，且對起重機(jī)的安全性能、效率及耐久性的要求越來越高。因此，根據(jù)中小型起重機(jī)起吊頻繁，起重量不大的特點(diǎn)，合理的設(shè)計(jì)這樣一臺起重機(jī)有著十分重要的意義。15參考文獻(xiàn)1陳道南起重運(yùn)輸機(jī)械北京機(jī)械工業(yè)出版社,1998121782郁祝年工程力學(xué)和工程結(jié)構(gòu)北京中國電力出版社,199681603付榮柏起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)制造工藝北京中國鐵道出版社,1991182804胡宗武,顧迪民起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算北京科學(xué)技術(shù)出版社,198753605陳國璋,孫桂林起重機(jī)計(jì)算實(shí)例北京中國鐵道出版社,198462786李靜工程起重機(jī)綜合評價(jià)方法研究碩士學(xué)位論文大連大連理工大學(xué)，20077劉長江懸臂起重機(jī)設(shè)計(jì)制造中應(yīng)注意的問題起重運(yùn)輸機(jī)械,20081126278黃琳起重機(jī)伸縮臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究碩士學(xué)位論文大連大連理工大學(xué)，20079嚴(yán)正宏起重機(jī)運(yùn)動機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)碩士學(xué)位論文浙江浙江大學(xué)，200810馬霄基于ANSYS的定柱式懸臂起重機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校，2004,121434411陳玲,宋平娜，彭佳等基于ANSYS的定柱式懸臂起重機(jī)的有限元分析天津理工大學(xué)學(xué)報(bào)，200502646712KMLIEWSLEWINGJIBCRANEFORSPACERESTRICTEDAREASMANUFACTURERSMONTHLY,2006,01013陳建萱起重機(jī)械的電動機(jī)選擇起重運(yùn)輸機(jī)械,1996，總第250期（1）252614坂本種芳橋式起重機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算北京中國鐵道出版社,19871119015盧素玲懸臂起重機(jī)應(yīng)用與研究進(jìn)展焦作大學(xué)學(xué)報(bào)，2011,253101102畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）一、本課題要研究或解決的問題該課題是對定柱式懸臂起重機(jī)的機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，課題涉及機(jī)械結(jié)構(gòu)與傳動、機(jī)械加工與裝配、機(jī)械試驗(yàn)與測試等。其中，分析了該起重機(jī)所要求實(shí)現(xiàn)的功能和相應(yīng)結(jié)構(gòu)，了解起重機(jī)的工作原理，基本結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組成及功能，掌握SOLIDWORKS的使用技術(shù)并完成橋式起重機(jī)的三維建模，繪制關(guān)鍵零部件的二維工程圖，并學(xué)會基于ANSYS做有限元分析。本研究主要是對該起重機(jī)的懸臂梁設(shè)計(jì)及旋轉(zhuǎn)功能部分的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)的選擇。包括起升，回轉(zhuǎn)，變幅及金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。最終使其能很好地實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的運(yùn)行，而且互不干涉且配合良好。并且通過此次設(shè)計(jì)，要提高自己的分析問題和解決問題的能力，將自己所學(xué)運(yùn)用到實(shí)際的工作中，提高自己的實(shí)踐能力。二、設(shè)計(jì)步驟1、熟悉定柱式懸臂起重機(jī)的結(jié)構(gòu)；（1）懸臂起重機(jī)系列可分為定柱式懸臂起重機(jī),JKBK定柱式懸臂起重機(jī),移動式懸臂起重機(jī),墻壁式懸臂起重機(jī)壁行式懸臂起重機(jī),輕型龍門式懸臂起重機(jī)曲臂式懸臂起重機(jī),雙臂式懸臂起重機(jī)等。（2）定柱式懸臂起重機(jī)主要包括上立柱、下立柱、主梁、主梁拉桿、起升機(jī)構(gòu)（電動葫蘆）、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、爬梯及檢修平臺組成。2、對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析；1起重機(jī)械的基本參數(shù)是用來說明起重機(jī)械的性能和規(guī)格的一些數(shù)據(jù)，也是提供設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇使用起重機(jī)械的主要依據(jù)。起重機(jī)械的基本參數(shù)包括如下幾項(xiàng)2額定起重量Q吊鉤所能吊起的最大重量。如使用其他輔助取物裝置和吊具時(shí)，這些裝置的自重應(yīng)包括在額定起重量內(nèi)。3起升高度H吊鉤最低位置到吊鉤最高位置間的垂直距離。4幅度是指旋轉(zhuǎn)起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)中心線到吊鉤中心線之間的水平距離。5工作速度V包括起升，運(yùn)行，變幅和旋轉(zhuǎn)速度，但旋轉(zhuǎn)速度用N表示。6自重及外形尺寸這是任何一種機(jī)器都應(yīng)有的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，不僅影響起重機(jī)本身機(jī)械性能的優(yōu)劣，而且直接影響基建費(fèi)用的投資。3、根據(jù)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行整機(jī)尺寸的基本設(shè)計(jì)；4、進(jìn)行立柱、主軸、懸臂和起重裝置的設(shè)計(jì)；1立柱是定柱式旋轉(zhuǎn)起重機(jī)的最主要的支承構(gòu)件之一。其作用是支持起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，承受起重機(jī)在工作時(shí)所產(chǎn)生的全部垂直力和水平力。1立柱材料通常由A3、A5、20和40鋼鍛造并加工而成。有時(shí)也用厚壁鋼管來制造。2立柱的形狀尺寸根據(jù)材料力學(xué)的理論，立柱在水平在和作用下的撓度和水平力H只成一次方的正比關(guān)系，而與立柱的高度H卻成三次方的正比關(guān)系。因此，總希望H的數(shù)值盡可能地小一些。3立柱的強(qiáng)度計(jì)算立柱相當(dāng)于在下端固定的懸臂梁一樣，承受力矩HH所產(chǎn)生的彎曲和垂直力V所產(chǎn)生的壓縮，應(yīng)按照彎曲和壓縮聯(lián)合作用進(jìn)行驗(yàn)算。4立柱的撓度計(jì)算立柱上端水平位移直接影響起重機(jī)的正常工作，因此要加以控制。立柱的最大撓度發(fā)生在上端水平力的著力點(diǎn)處。因?yàn)榱⒅臄嗝媸亲兓?，所以?yīng)用材料力學(xué)中介紹過的圖解法來確定立柱撓度較為方便。2主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是要確定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身必須考慮強(qiáng)度問題，結(jié)構(gòu)不合理往往給強(qiáng)度帶來不利的影響。在許多情況下，軸的結(jié)構(gòu)要求決定了它的外形及尺寸，且軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使軸具有合理的外形結(jié)構(gòu)，同時(shí)應(yīng)滿足使用要求。軸是機(jī)械設(shè)備中重要零件之一。其主要功能是支撐作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件，并傳遞運(yùn)動和動力。軸通過軸承與立柱相聯(lián)，裝在軸上的零件都在圍繞軸作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，形成了一個(gè)以軸為基礎(chǔ)的軸系部件。因此在軸的設(shè)計(jì)計(jì)算中，不能只考慮軸的本身，還必須設(shè)計(jì)軸系零件對軸的影響。1軸的材料選擇軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。軸毛坯多用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。選擇軸的材料時(shí)除首先要滿足使用要求外，還要考慮材料的工藝性及經(jīng)濟(jì)性。2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是要確定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本身必須考慮強(qiáng)度問題，結(jié)構(gòu)不合理往往給強(qiáng)度帶來不利的影響。在許多情況下，軸的結(jié)構(gòu)要求決定了它的外形及尺寸，且軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使軸具有合理的外形結(jié)構(gòu)，同時(shí)應(yīng)滿足使用要求。3軸上零件的定位（3）懸臂1懸臂梁的選取2懸臂梁的受力分析3懸臂梁的最大轉(zhuǎn)矩（4）起重裝置5、根據(jù)相應(yīng)計(jì)算結(jié)果對定柱式懸臂起重機(jī)進(jìn)行三維建模；6、利用ANSYS軟件進(jìn)行力學(xué)有限元分析。（1）有限元模型的建立，進(jìn)行有限元模型簡化。如圖（2）進(jìn)行有限元的計(jì)算1整機(jī)應(yīng)變分析2整機(jī)應(yīng)力分析3材料力學(xué)計(jì)算4模態(tài)分析5結(jié)果討論7、繪出（或打印出）部分相關(guān)工程圖；8、設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃2月25日3月3日查閱并收集相關(guān)資料3月4日3月11日完成開題報(bào)告初稿3月11日3月18日完善開題報(bào)告3月19日4月2日繼續(xù)查閱相關(guān)資料完成全部設(shè)計(jì)構(gòu)思4月3日4月10日懸臂起重機(jī)架構(gòu)的設(shè)計(jì)4月11日4月18日確定系統(tǒng)總體方案、方案設(shè)計(jì)4月19日4月26日設(shè)計(jì)與計(jì)算4月27日5月10日定柱式